電動(dòng)汽車動(dòng)力電池管理系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、能源危機(jī)與環(huán)境污染促進(jìn)了新能源電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。作為電動(dòng)汽車技術(shù)發(fā)展的瓶頸，動(dòng)力電池直接制約著電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的規(guī)模發(fā)展，為了確保電動(dòng)汽車運(yùn)行安全性，維護(hù)電池一致性狀態(tài)，延長動(dòng)力電池循環(huán)壽命，提高動(dòng)力電池能量利用率，針對(duì)動(dòng)力電池在電動(dòng)汽車儲(chǔ)能系統(tǒng)中的應(yīng)用，本文結(jié)合實(shí)際應(yīng)用要求，對(duì)電池管理系統(tǒng)(BMS)高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、電池保護(hù)電路和故障報(bào)警、荷電狀態(tài)估計(jì)、充放電管理、均衡管理控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及分發(fā)管理等基本功能進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)，本文主要研

2、究工作如下:
　　首先介紹了電動(dòng)汽車、動(dòng)力電池以及電池管理系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題，從材料選型、規(guī)格選型、成組方式三個(gè)方面分析并總結(jié)了車載動(dòng)力電池特性及應(yīng)用情況。
　　設(shè)計(jì)并制定了動(dòng)力電池管理系統(tǒng)(BMS)研究路線及流程，對(duì)動(dòng)力電池管理系統(tǒng)各模塊功能及可行性方案進(jìn)行討論。在綜合比較集中式與分布式兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程實(shí)踐要求，設(shè)計(jì)了一種基于雙CAN通訊網(wǎng)絡(luò)的分布式電池管理系統(tǒng)。采用中央控制單元(Central

3、Master Control Unit，CMCU)和本地智能監(jiān)測(cè)單元(Local Slave Control Unit，LSCU)兩級(jí)結(jié)構(gòu)，本地從控監(jiān)測(cè)單元主要完成電池信息檢測(cè)、電池均衡和保護(hù)功能，包括電壓、溫度采集，雙向主動(dòng)均衡功能，電池過壓欠壓保護(hù)功能;中央主控單元完成電池包電池包電壓電流采集、數(shù)據(jù)的處理、顯示、存儲(chǔ)、邏輯判斷和相應(yīng)的充放電控制。
　　電池管理系統(tǒng)硬件平臺(tái)是整體電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最重要的組成部分，是系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

4、的硬件基礎(chǔ)。依托分布式電池管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，詳細(xì)介紹了采用“DSP+CPLD”雙控制器的兩級(jí)電池管理系統(tǒng)架構(gòu)，給出了電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體硬件設(shè)計(jì)方案及各功能模塊器件選型及詳細(xì)的電路設(shè)計(jì)，包括控制器單元、RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、單體電壓溫度采集電路、雙向主動(dòng)均衡電路、保護(hù)及故障診斷電路、充放電控制電路、電池包電壓電流測(cè)量電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及顯示電路、CAN通訊及遠(yuǎn)程GPRS通訊電路，最后給出了硬件抗干擾的設(shè)計(jì)。
　　軟件開發(fā)依托于電池管

5、理系統(tǒng)硬件平臺(tái)，軟件開發(fā)與硬件開發(fā)工作相輔相成，本文詳細(xì)介紹了動(dòng)力電池管理系統(tǒng)軟件系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)，各功能模塊劃分及其編程實(shí)現(xiàn)，同時(shí)給出了CAN通訊協(xié)議及軟件控制流程圖詳細(xì)說明軟件系統(tǒng)工作流程。為提高軟件系統(tǒng)可靠性與穩(wěn)定性，給出了軟件抗干擾設(shè)計(jì)方案。
　　本文所設(shè)計(jì)兩級(jí)電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)，主從控模塊之間通過CAN總線通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)電池管理系統(tǒng)(BMS)集中式管理和分布式控制，同時(shí)有利于電池組在電動(dòng)汽車底盤上的布局，減少了采樣